Este artículo trata de las emisiones de CO 2transporte ferroviario en Francia.
De hecho, si el sector del transporte es uno de los principales generadores de dióxido de carbono (CO 2) en Francia, el trabajo publicado se ha centrado en gran medida en el modo de carretera y, en menor medida, en el modo de aire.
En lo que respecta al transporte ferroviario, por el contrario, hasta alrededor de 2005 los datos permanecieron fragmentados o incluso reducidos a información publicitaria como " 0% CO 2 objetivo. O casi "
A finales de 2006, SNCF lanzó un enfoque innovador con la creación de un comparador ecológico que se puso a disposición del público en general en el sitio Voyages-sncf.com y que permite evaluar la huella medioambiental de un viaje. Sin embargo, esta primera versión del ecocomparador utilizó una metodología resumida calculando esta huella como el producto de la duración del viaje por un único "factor de emisión" para todos los trenes: el valor mostrado para este factor (5,4 gCO 2/voy.km) se justificó en la nota metodológica - entonces disponible en el sitio web de la SNCF - como un promedio ponderado de las emisiones de cada tipo de servicio según su distribución: 85% TGV , 10% TRN (TRains Nationaux, c (es decir, el " Intercités ") y 5% TER (Trenes Expresos Regionales).
Debido a este promedio, las diferencias entre los factores de emisión de los diferentes tipos de trenes fueron "borradas", aunque son muy altas ya que la nota anunció 2.6 gCO 2/voy.km para TGV (valor ya utilizado para la comparación de emisiones en la ruta París-Marsella realizada en 2002 por ADEME) y 94,8 gCO 2/voy.km para TER Diesel. Estos valores por tipo de servicio fueron los de la Guía de factores de emisión de Bilan Carbone 2007 (Tabla 93) que los mostraba en una unidad diferente - el kgeqC - pero directamente proporcional: un kgeqC corresponde a 3,67 kgCO 2. Por otro lado, el valor medio en la red francesa dado por la Guía (Tabla 94) fue significativamente superior: 9,5 gCO 2/voy.km, que el dado por la SNCF aunque inferior al valor 44 gCO 2/voy.km para el resto de Europa.
En septiembre de 2009, la SNCF publicó una nueva versión del ecocomparador con cifras significativamente diferentes ya que el valor medio anunciado era entonces de 25,25 gCO 2/voy.km, con valores que oscilan entre 22,3 gCO 2/voy.km para el TGV, 33,1 gCO 2/voy.km para TRN y 59,9 gCO 2/voy.km para el TER; el valor medio en Europa se revisó a 56 gCO 2/voy.km.
Es decir, en dos años los valores de emisión anunciados al público en general se habían multiplicado por 8.
En febrero 2011, el Código de Transporte se ha modificado para incluir la obligación de que los proveedores de transporte proporcionen información sobre la cantidad de CO 2emitido. Un decreto de24 de octubre de 2011especifica los términos de aplicación. Pero los valores para los que se prescribe la publicación son valores medios y parciales, ya que solo tienen en cuenta el CO 2. resultante del consumo de energía en circulación.
En 2019, la SNCF publicó una nueva versión del ecocomparador con cifras muy diferentes de años anteriores que oscilan entre 1,73 gCO 2/voy.km para el TGV , 4,75 gCO 2/voy.km para el Transilien , 5,28 gCO 2/voy.km para Intercités , 24,81 gCO 2/voy.km para el TER. A nivel europeo; 6,68 gCO 2/voy.km para Thalys , 6,64 gCO 2/voy.km para Eurostar , 4,7 gCO 2/voy.km para Gala y 7,2 gCO 2/voy.km para Alleo .
El objetivo de este artículo es brindar elementos más detallados, según el modo de operación y la composición de los trenes, para algunos ejemplos típicos y resaltar la variedad de los resultados.
El método de cálculo se adapta al adoptado por las guías ADEME para el establecimiento de la Huella de Carbono (Guía Metodológica y Guía de Factores de Emisiones, en adelante la "Guía ADEME") en lo que respecta al tráfico rodado. De hecho, dadas las incertidumbres mencionadas anteriormente para los factores de emisión del transporte ferroviario, es necesario volver a los elementos básicos: en este sentido, la metodología "carretera" mucho más detallada parece ser un ejemplo a seguir.
Los factores de emisión buscados son los vinculados al tráfico ferroviario, a saber:
Los resultados se reducen a pasajero.km (pasajeros) o tonelada.km (carga) para ser más fácilmente comparables con los de otros modos de transporte.
El cálculo se realiza utilizando el carbono equivalente (geC o kgeC) que son las unidades utilizadas por la literatura científica pero los resultados se presentan en CO 2 equivalente. que son más conocidos por la opinión pública.
Los datos unitarios se han extraído, en la medida de lo posible, de la Guía ADEME; en particular, los factores de emisión relacionados con la energía se basan en la situación francesa; Por tanto, los resultados, especialmente en términos de tracción eléctrica, no pueden utilizarse para otros países. En cuanto a los factores ferroviarios propiamente dichos, una fuente muy utilizada es el documento del profesor Baumgartner de la Escuela Politécnica Federal de Lausana sobre los costes del sector ferroviario en el que se especifican un gran número de factores técnicos: vida útil, consumo, medios de recorrido ...
Se trata de apreciar:
Los datos sobre el consumo de energía de los convoyes y equipos ferroviarios no son fácilmente accesibles. Sin embargo, el documento del profesor Baumgartner proporciona los factores de dimensionamiento, así como los rangos de las relaciones de consumo por t.km bruto movido. Los principales factores son el perfil de las líneas y la frecuencia de las paradas; las proporciones del rango dado para la tracción eléctrica entre 10 Wh / t.km (trenes de carga de largo recorrido en las llanuras a velocidad limitada) y 55 Wh / t.km (TGV, trenes suburbanos y trenes de carga de recogida de terminales en líneas de pendiente pronunciada) y para tracción térmica entre 4 ml / t.km (trenes de mercancías y trenes de pasajeros a 80 km / h ) y 14 ml / t.km (trenes de pasajeros en líneas de fuerte pendiente).
El cambio de consumo a emisiones se realiza aplicando ratios:
Para estimar esta contribución, que debería ser a priori de segundo orden, se optó por limitarse a la depreciación de la producción inicial; de acuerdo con la metodología adoptada para vehículos de carretera y barcos por la Guía ADEME, el "contenido" de CO 2está directamente relacionado con la masa del vehículo. El ratio de paso utilizado para los vehículos de carretera, que está vinculado al predominio del acero en la construcción de vehículos, (1,5 t eqC o 5,5 t CO 2par t) parece adecuado para vehículos remolcados; para las unidades de tracción o los vehículos autopropulsados y dado el valor añadido por tonelada muy superior al de los vehículos de carretera, esta relación se ha incrementado a 10 t CO 2 ir.
Para calcular las emisiones por km, es necesario tener la distancia total de un vehículo durante su vida útil; los valores los da el documento del profesor Baumgartner según los tipos de vehículos. Los valores utilizados se explican con referencia a un viaje anual medio y una vida útil en años.
Para estimar esta contribución, que también debería ser a priori de segundo orden, se optó por limitarse a la superestructura ferroviaria y dentro de ella, a la vía. De hecho, según un estudio realizado endiciembre de 2006por Niclas Svensson de la Universidad de Linköping en Suecia la contribución del acero al contenido de CO 2 es muy predominante: en el caso que había estudiado, alcanzaba el 77% del total de emisiones en la construcción.
En este artículo nos limitamos a tener en cuenta la renovación directamente vinculada al tráfico, lo que equivale a asumir que la línea ferroviaria ya existe. El principal mecanismo a tener en cuenta es entonces el del desgaste del carril: debido al contacto carril-rueda y fallas de la rueda, el carril se deteriora regularmente; antes de que estos defectos sean demasiado pronunciados y provoquen por sí mismos una degradación pronunciada de las ruedas del equipo que circula en la vía en cuestión, es necesario reparar los defectos del riel y rectificarlo regularmente, lo que conduce a la eliminación de material; au bout d'une certaine période, directement liée au nombre et aux caractéristiques des circulations, qui s'accommodent d'un état plus ou moins bon du rail, ces meulages systématiques amènent le rail hors des tolérances d'emploi et il faut entièrement le reemplazar.
Una vía normal consta de dos raíles de 60 kg de acero por metro, es decir, 120 kg de acero especialmente perfilado y tratado: la guía ADEME da (Página 117) 870 kgeqC por t de acero producido a partir de mineral. Teniendo en cuenta que la vía también incluye elementos de fijación no contabilizados en el tonelaje y que el raíl se somete a tratamientos especializados y transporte significativo, se optó por incrementar este valor en alrededor de un 30% lo que conduce a un contenido de 500 kg de CO 2. por metro de doble carril.
Los demás componentes de la infraestructura (traviesas, balasto, estructuras de ingeniería, equipos de distribución eléctrica, etc.) se han descuidado, porque a priori aportan mucho menos; por lo tanto, el alambre de catenaria representa solo 1.3 kg de cobre (o aleación de cobre) por m que a pesar del alto contenido de CO 2de cobre y una frecuencia de sustitución superior a la del ferrocarril conduce a una contribución insignificante a las emisiones en comparación con la del ferrocarril. Por otro lado, en determinados casos de altas exigencias en la calidad de la vía, la aportación del lastre es significativa: los 40 cm de lastre de una vía TGV representan así 5 t de material por metro de vía única, es decir, sobre la base del factor de emisión dado por la Guía ADEME para áridos "comunes", un contenido de 40 t kgeC o 150 kg de CO 2por metro de vía. Además, dado que es necesario un suministro regular de balasto para el mantenimiento de la vía, su contribución no puede ser despreciable. De manera más general, en el Bilan Carbone de la LGV Rin-Ródano, la contribución durante 30 años de mantenimiento rutinario de la infraestructura representa alrededor del 20% de la contribución resultante de la construcción de la superestructura ferroviaria.
Para cambiar a valores de kilometraje, es necesario "amortizar" la "superestructura ferroviaria" a lo largo de su vida técnica; esto se evalúa en toneladas brutas, es decir, la suma de las masas totales (vehículos y cargas) de los trenes que han circulado por una vía. El documento del profesor Baumgartner da un rango de 250 a 600 M t; en Francia el valor del clásico anunciado es de 400 millones de t. Se adoptaron valores de 400 M t para trenes de pasajeros y 600 M t para trenes de mercancías.
Se trata de valorar el "uso" del tren a tener en cuenta, en pasajeros en tren o en toneladas transportadas.
Emisión de CO 2 de cada tren se reduce a la unidad en función de la tasa de ocupación, es decir el número de plazas ocupadas en relación a la capacidad teórica.
En comparación con las cifras más conocidas que son las del transporte individual, este factor de paso cubre dos cuestiones bastante diferentes que son:
Se seleccionaron cinco trenes estándar, basados en vehículos modernos
Como se ha recordado, la tasa de ocupación es una variable fundamental; sin embargo, se comunica poco. Un estudio de la Agencia Europea de Medio Ambiente en 2001 anunció una tasa media de ocupación de trenes en Europa del 35%, estableciendo rangos bastante amplios. Un estudio del Real Instituto de Tecnología de Estocolmo después de explicar la diferencia estructural entre el transporte regional y el transporte nacional indica un rango de tasas de ocupación del 20% al 40% para los trenes regionales y del 50% al 60% para los trenes nacionales. Estos valores son coherentes con los proporcionados por el estudio de la Comisión antes mencionado para las redes alemana y danesa. En Francia, SNCF se comunica únicamente sobre la tasa de ocupación del TGV; gracias a la obligación de reserva, la política de gestión de rendimiento permite obtener una tasa del 77%. Para el tráfico regional francés, la información más reciente procede del informe del Tribunal de Cuentas sobre el balance de TER que indica una tasa media del 26%; la región de Alsacia, que es una de las regiones piloto en términos de TER, anunció en 2008 que se había alcanzado la tasa media del 30%. Por lo tanto, se retuvo el 20% para los pequeños vagones diésel utilizados en las líneas más "rurales", el 30% para los AGC y XGC y el 75% para los TGV.
Comentarios sobre la exactitud y fiabilidad de los datos :
Estas aportaciones, resultantes respectivamente del consumo de energía, la fabricación de material rodante así como el desgaste de la infraestructura, se reducen a los km de tráfico comercial, de la siguiente manera:
| Consumo de energía [g.eqCO 2/ km] | Depreciación de la construcción [g.eqCO 2/ km] | Desgaste de la infraestructura [g.eqCO 2/ km] | |
|---|---|---|---|
| Vagón X 73500 | 2.205 | 165 | 92 |
| Caja de clasificación de vagones XGC | 4.900 | 418 | 229 |
| Clasificación de cajas autopropulsadas | 546 | 390 | 214 |
| Red TGV | 1,512 | 448 | 712 |
| TGV dúplex | 1,512 | 452 | 725 |
Es interesante notar que para los trenes eléctricos, la “depreciación ecológica” de equipos e infraestructura es, por tanto, del mismo orden de magnitud que el impacto del consumo directo de energía.
Cálculos reducidos a g.eqCO 2/voy.km son más directamente comparables entre sí y con otros modos. Es por esto que la siguiente tabla también presenta valores de "carretera" tomados de la Guía ADEME: los principales valores característicos son la tasa de ocupación tomada a 1,2 personas por vehículo en zonas periurbanas y 2,2 en trayectos de larga distancia. y al 66% para los entrenadores.
| Consumo de energía [g.eqCO 2/voy.km] | Depreciación de la construcción [g.eqCO 2/voy.km] | Desgaste de la infraestructura [g.eqCO 2/voy.km] | Total [g.eqCO 2/voy.km] | |
|---|---|---|---|---|
| Vagón X 73500 | 172,3 | 12,9 | 7.2 | 192,4 |
| Caja de clasificación de vagones XGC | 102,1 | 8,7 | 4.8 | 115,6 |
| Clasificación de cajas autopropulsadas | 11,4 | 8.1 | 4.5 | 23,9 |
| Red TGV | 5,6 | 1,7 | 2.6 | 9,9 |
| TGV dúplex | 3,7 | 1.1 | 1.8 | 6.6 |
| Vehículo privado periurbano | 166,7 | 33,3 | 16,7 | 216,7 |
| Vehículo privado de larga distancia | 72,7 | 18,2 | 9.1 | 100,0 |
| Entrenador | 31,2 | 1,5 | 5.5 | 38,2 |
Los valores dados por el ecocomparador SNCF no se encuentran para los TGV. Los resultados son superiores a los valores dados en 2006 pero menos de la mitad de los últimos valores; es probable que esta diferencia tenga su origen en las rutas de aproximación (hacia y desde las estaciones de TGV), cuya contribución no es despreciable si queremos creer en la Huella de Carbono del TGV Lyria. En cuanto al TER, los resultados son compatibles con los datos del ecocomparador pero muestran una variabilidad muy grande.
El automotor diésel no es un modo muy ecológico: los valores obtenidos son los de un gran automóvil. Esto es estructural porque incluso con tasas de llenado multiplicadas por 3 (lo que de hecho es casi imposible) presentaría peores resultados que el entrenador.
Los trenes eléctricos tienen muy buenos resultados, debido al origen nuclear de la electricidad francesa. De hecho, si utilizáramos el factor de emisión europeo medio para la electricidad, solo los TGV tendrían mejores resultados que los del autocar. La eficiencia del TGV "Duplex" se deriva íntegramente de su diseño técnico: con una capacidad de la mitad de la de la "Red" del TGV en el mismo tamaño, es la mitad de eficiente, siempre que también esté lleno.
Los valores para la infraestructura siguen siendo valores medios: cuando una infraestructura se utiliza con poca frecuencia (caso de la red ferroviaria francesa donde la mitad de las líneas ven menos de 20 trenes por día) su mantenimiento no es, sin embargo, cero; por el contrario, no se han identificado requisitos de muy alta velocidad. Por último, cabe señalar que, al olvidar separar el sistema de suministro de energía, el cálculo introduce un ligero sesgo a favor de los trenes eléctricos que, a capacidad equivalente, son un poco más ligeros, sin incluir motor térmico. Por lo tanto, cuando la contribución de la infraestructura se vuelve significativa, estos valores son solo órdenes de magnitud.
Una explicación física de la mediocridad de los resultados de los vagones es que los vagones de pasajeros son, en particular, por razones de seguridad, muy pesados: en un vagón que está lleno al 20%, la masa de pasajeros representa menos del 2% de la masa total. 98% de la energía consumida (y por tanto 98% de las emisiones de CO 2), es mover materiales; por lo tanto, la ganancia intrínseca debida a la menor resistencia a la rodadura permitida por el contacto rueda-carril se pierde en gran medida.
Solo se seleccionaron dos tipos de tren: un tren eléctrico y un tren diésel:
Las locomotoras tienen una masa y una vida útil respectivas de 84 ty 4.000.000 km para la BB 75.000, 91 ty 6.000.000 km para la PRIMA 4200. La longevidad de los vagones se estima en 1.500.000 km . El consumo de los trenes estándar es de 310 l de diésel o 2.200 kWh cada 100 km .
Estos valores provienen, para datos genéricos, incluido el consumo por tonelada, tomados bajo el supuesto de una velocidad de 100 km / h , de LITEP.
Se supone que la construcción de vagones de ferrocarril genera tantas emisiones por tonelada como la de las locomotoras.
Las contribuciones en g.eqC / km por tren resultantes respectivamente del consumo de energía, la fabricación de material rodante y el desgaste de la infraestructura son las siguientes:
mientras que las cifras de la tractora son:
* Tractor de carretera: 302.0; 30,0; 50.0 (para la infraestructura, el cálculo se realizó estimando que era necesario reconstruir completamente la vía luego del paso de 2 M tractores de carretera)
Cálculos reducidos a g.eqCO 2/t.km son más directamente comparables entre sí y con otros modos; los valores relacionados con la energía y el consumo total son los siguientes:
* Tractor de carretera: 110,7; 140,1
Así como las locomotoras retenidas podrían tirar de trenes más pesados, los valores de los conjuntos viales tienen en cuenta una carga media real de 10 t por 25 t teóricas. Sin embargo, estos valores son sin duda un poco optimistas para el modo ferroviario en la medida en que no tienen en cuenta la devolución de vagones vacíos, que muchas veces es imprescindible.
Los resultados muestran que, incluso en el caso de los trenes diésel, el modo ferroviario bien utilizado es sin duda más ecológico que el modo carretera; en tracción eléctrica, son los aportes de la infraestructura y especialmente de la fabricación de equipos los que se vuelven predominantes.
La diferencia con el transporte de pasajeros se debe en gran parte a la relación mucho mejor entre el transporte masivo y el movimiento masivo: alrededor del 60% en el ejemplo de un tren eléctrico frente al 10% en carga máxima para los trenes de pasajeros.